(57)【要約】【課題】  簡単な構成でありながら、ロータリヘッドの複数の吸着ノズルを効率よく一括交換することができるノズル交換装置を提供する。【解決手段】  ロータリヘッド１５０の各クランプ１５０ａと同じ配置及びピッチで、交換用ノズル１５１を収納する複数のノズル収納部１１ａを設けたノズルストッカー１１と、該ノズルストッカー１１の各ノズル収納部１１ａに収納された各交換用ノズル１５１を拘束又は非拘束する複数の開口部１２ａを形成した保持プレート１２と、ノズルストッカー１１をロータリヘッド１５０に対して離反させる昇降手段としてのスライダ１５、ガイドレール１６及び昇降用エアシリンダ１７とを備えた構成としてある。【選択図】      図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリヘッドに装着した複数の吸着ノズルを交換するノズル交換装置において、
ロータリヘッドの各吸着ノズルと同じ配置及びピッチで、前記吸着ノズル又は交換用ノズルを収納する複数のノズル収納部を設けたノズルストッカーと、該ノズルストッカーの各ノズル収納部に収納された前記吸着ノズル又は交換用ノズルを、各ノズル収納部に拘束又は非拘束するノズル保持手段と、前記ノズルストッカーをロータリヘッドに対して離反させる昇降手段とを備えたことを特徴とするノズル交換装置。
【請求項２】
前記ノズル保持手段が、前記ノズルストッカーの各ノズル収納部にそれぞれ対応する複数の開口部を配設した保持プレートを備え、該保持プレートを、前記ノズルストッカー上でスライド動作させたときに、各開口部の一部が各ノズル収納部に収納された前記吸着ノズル又は交換用ノズルからずれて拘束状態となり、又は、各開口部の全部又は一部が各ノズル収納部に収納された前記吸着ノズル又は交換用ノズルと一致して非拘束状態となることを特徴とする請求項１記載のノズル交換装置。
【請求項３】
前記ノズル保持手段の保持プレートを前記ノズルストッカー上に回動自在に設け、該保持プレートを駆動手段によって回動させることにより、前記ノズルストッカーの各ノズル収納部に収納された前記吸着ノズル又は交換用ノズルを拘束状態又は非拘束状態とすることを特徴とする請求項２記載のノズル交換装置。
【請求項４】
前記昇降手段が、前記ノズルストッカーに設けたスライダと、該スライダを上下方向に案内するガイドレールと、前記ノズルストッカーを上下方向に駆動させる駆動手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のノズル交換装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか記載のノズル交換装置を少なくとも２台備え、一方のノズル交換装置によって前記ロータリヘッドの各吸着ノズルを取り外すとともに、他方のノズル交換装置によって前記ロータリヘッドに各交換用ノズルを装着することを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のノズル交換装置。
【請求項６】
ロータリヘッドに複数の吸着ノズルを装着した部品実装装置であって、請求項１〜５いずれか記載のノズル交換装置を備えたことを特徴とする部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の吸着ノズルを一括して交換するノズル交換装置、及び該ノズル交換装置を備えた部品装着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は従来の部品実装装置（チップマウンタ）の主要部を示す斜視図である。同図において、部品実装装置１００は、プリント基板１０１の搬送手段１１０の両側にベースユニット１２０を配設するとともに、該ベースユニット１２０の周辺に多数のテープ式部品供給装置（テープフィーダ）１３０，１３０…及びトレー式部品供給装置１４０等の生産ライン構成機器を配設し、搭載ヘッド１５０の吸着ノズルによって、これらテープ式部品供給装置１３０及びトレー式部品供給装置１４０から電子部品を吸着して、プリント基板１０１上の所定位置に搭載する構成となっている。
【０００３】
ここで、プリント基板１０１に搭載される電子部品は、小さなものから大きなものまで、その寸法が多様である。したがって、大きさの異なる電子部品を吸着するために、口径の異なる（吸着力が異なる）複数種類の交換用ノズルを保持したノズル交換装置が部品実装装置１００内に配設してある。
【０００４】
従来のノズル交換装置として、例えば、特開平１０−２２４０８７号（特許文献１）で提案されているものがあった。該ノズル交換装置は、複数の交換用ノズルを横一列に保持するノズル保持枠と、該ノズル保持枠に側部外側から接離可能な一対のノズル押さえ部材とを備えた構成となっていた。
【０００５】
このような従来のノズル交換装置では、図３に示す搭載ヘッド１５０の動作と同期して、各ノズル押さえ部材をノズル保持枠から離反させ、該ノズル保持枠に保持された交換用ノズルの取り出しを可能とする。したがって、搭載ヘッド１５０を交換用ノズル上で下降させることにより、該搭載ヘッド１５０のクランプに交換用ノズルを係合させて、吸着ノズルを交換することができる。
【特許文献１】特開平１０−２２４０８７号公報
【特許文献２】特開２００３−１７９３８３号公報
【特許文献３】特開平１１−１７０１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上述した従来のノズル交換装置では、複数の交換用ノズルを横一列に保持する構成となっていたので、図３に示す搭載ヘッド１５０が、単一の吸着ノズルを備えたものである場合は問題ないが、複数の吸着ノズルを備えたロータリヘッドである場合には、これら複数の吸着ノズルを一括交換することができず、ノズル交換に時間を要するという問題があった。
【０００７】
すなわち、前記ロータリヘッドは、複数の吸着ノズルを円周上に配置してあるのに対し、上述した従来のノズル交換装置は、複数の交換用ノズルを横一列に保持してあるので、ノズル交換は、ロータリヘッドを間欠的に回転させて一本ずつ順番に行わなければならなかった。
【０００８】
ここで、特開２００３−１７９３８３号（特許文献２）では、搭載ヘッドに複数の吸着ノズルを横一列に配置するとともに、これに対するノズル交換装置に、複数の交換用ノズルを横一列に保持し、複数の前記吸着ノズルの交換を一括して行うことが提案されている。しかし、搭載ヘッドに複数の吸着ノズルを横一列に配置した場合は、該搭載ヘッドで可能な電子部品の実装作業が限定され、部品実装装置の汎用性が低下してしまうという問題がある。
【０００９】
一方、特開平１１−１７０１２１号（特許文献３）では、ロータリヘッドにおける複数の吸着ノズルの配置に対応して、複数の交換用ノズルを円周上に配置し保持するノズル収納体が提案されている。しかし、一般に、ロータリヘッドは各吸着ノズルを一本ずつ別個に昇降動作させて作業を行う構成となっている。このため、単にノズル収納体に複数の交換用ノズルを円周上に配置しただけでは、ロータリヘッドの各吸着ノズルを一括交換することはできず、該ロータリヘッドに各吸着ノズルを同時に昇降動作させる構造や制御を追加すれば、ロータリヘッドの構成が更に複雑化してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でありながら、ロータリヘッドの複数の吸着ノズルを効率よく一括交換することができるノズル交換装置及び部品実装装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のノズル交換装置は、ロータリヘッドに装着した複数の吸着ノズルを交換するノズル交換装置において、ロータリヘッドの各吸着ノズルと同じ配置及びピッチで、前記吸着ノズル又は交換用ノズルを収納する複数のノズル収納部を設けたノズルストッカーと、該ノズルストッカーの各ノズル収納部に収納された前記吸着ノズル又は交換用ノズルを、各ノズル収納部に拘束又は非拘束するノズル保持手段と、前記ノズルストッカーをロータリヘッドに対して離反させる昇降手段とを備えた構成としてある。
【００１２】
好ましくは、前記ノズル保持手段が、前記ノズルストッカーの各ノズル収納部にそれぞれ対応する複数の開口部を配設した保持プレートを備え、該保持プレートを、前記ノズルストッカー上でスライド動作させたときに、各開口部の一部が各ノズル収納部に収納された前記吸着ノズル又は交換用ノズルからずれて拘束状態となり、又は、各開口部の全部又は一部が各ノズル収納部に収納された前記吸着ノズル又は交換用ノズルと一致して非拘束状態となる構成とする。
【００１３】
好ましくは、前記ノズル保持手段の保持プレートを前記ノズルストッカー上に回動自在に設け、該保持プレートを駆動手段によって回動させることにより、前記ノズルストッカーの各ノズル収納部に収納された前記吸着ノズル又は交換用ノズルを拘束状態又は非拘束状態とする構成とする。
【００１４】
好ましくは、前記昇降手段が、前記ノズルストッカーに設けたスライダと、該スライダを上下方向に案内するガイドレールと、前記ノズルストッカーを上下方向に駆動させる駆動手段とを備えた構成とする。
【００１５】
好ましくは、上記いずれかの構成のノズル交換装置を少なくとも２台備え、一方のノズル交換装置によって前記ロータリヘッドの各吸着ノズルを取り外すとともに、他方のノズル交換装置によって前記ロータリヘッドに各交換用ノズルを装着する構成とする。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明の部品実装装置は、ロータリヘッドに複数の吸着ノズルを装着した部品実装装置であって、上記いずれかの構成のノズル交換装置を備えた構成としてある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のノズル交換装置及び部品実装装置によれば、ロータリヘッドの各吸着ノズルを昇降させずに、該ノズル交換装置のノズルストッカーを昇降させて、これら吸着ノズルを短時間で効率よく一括交換することができる。また、ロータリヘッド側に複雑な昇降手段や昇降制御を追加する必要がない反面、ノズルストッカー側に簡単な構成の昇降手段を設ければよいので、ノズル交換装置自体の構成の簡単化、及びこれを備えた部品実装装置の構成の簡単化を図ることができる。さらに、ノズル交換装置の構成の簡単化により、その信頼性が向上し、装置のローコスト化を図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係るノズル交換装置及び部品実装装置について、図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施形態に係るノズル交換装置、及びこれを備えた部品実装装置の主要部を示す斜視図である。図２Ａ〜Ｄは上記ノズル交換装置の構成及び一連の動作を説明するための斜視図である。なお、本実施形態において、従来と同様の箇所については同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００１９】
図１において、１は本実施形態に係る部品実装装置であり、従来と同様に、プリント基板１０１の搬送手段１１０の両側にベースユニット１２０を配設するとともに、該ベースユニット１２０の周辺に多数のテープ式部品供給装置１３０，１３０…及びトレー式部品供給装置１４０等の生産ライン構成機器を配設した構成となっている。
【００２０】
ここで、本部品実装装置１は、ロータリヘッド（搭載ヘッド）１５０の図示しない６本の吸着ノズルを一括交換するための、２台のノズル交換装置１０，１０を備えている。これらノズル交換装置１０，１０のうち、１台はロータリヘッド１５０から各吸着ノズルを取り外すためのものであり、他の１台はロータリヘッド１５０に各交換用ノズル１５１，１５１…（図２Ａ参照）を装着するためのものである。
【００２１】
各ノズル交換装置１０は、ともに同一の構成となっており、図２Ａに示すように、外観が円柱状のノズルストッカー１１の上面に、これと同一直径の略円板状の保持プレート（ノズル保持手段）１２を回動自在に取り付けるとともに、ノズルストッカー１１を、昇降手段としてのスライダ１５及びガイドレール１６を介して、スタンド１４に支持した構成となっている。
【００２２】
ノズルストッカー１１には、ロータリヘッド１５０に装着された各吸着ノズル又は各交換用ノズル１５１をそれぞれ個別に収納可能な６つのノズル収納部１１ａ，１１ａ…が設けてある。各ノズル収納部１１ａは、ロータリヘッド１５０の各吸着ノズル、すなわち、各吸着ノズルとそれぞれ係合する６つのクランプ１５０ａ，１５０ａ…と同じ配置及びピッチで設けてあり、本実施形態では、各吸着ノズル及び各交換用ノズル１５１の共通する外形形状とほぼ同一の略逆円錐形状の凹部としてある。
【００２３】
また、該ノズルストッカー１１の側部には、突出片状の取付部１１ｂが設けてあり、該取付部１１ｂには、後述する回動用エアシリンダ（ノズル保持手段）１３のシリンダ部１３ａが回動自在に取り付けてある。
【００２４】
保持プレート１２には、ノズルストッカー１１の各ノズル収納部１１ａにそれぞれ対応する６つの開口部１２ａ，１２ａ…が配設してある。各開口部１２ａは、各吸着ノズル、各交換用ノズル１５１及び各ノズル収納部１１ａの共通する最大外径と同じ円形状としてある。
【００２５】
なお、図２Ａ〜図２Ｃでは、説明の便宜上、本来点線（想像線）で示すべき各ノズル収納部１１ａ及び各交換用ノズル１５１を実線で示し、本来実線で示すべき各開口部１２ａを点線線で示している。
【００２６】
該保持プレート１２は、対向して形成された一対の円弧状の長孔１２ｂ，１２ｂにそれぞれガイドピン１２ｃ，１２ｃを挿入することによって、ノズルストッカー１１の上面に取り付けてあり、その中心部を貫通する回転軸１２ｄを支点にして、前記長孔１２ｂの全長の範囲内で回動（スライド動作）自在となっている。また、該保持プレート１２に連成したレバー部１２ｅには、前記回動用エアシリンダ１３のピストンロッド１３ｂが接続してあり、該ピストンロッド１３ｂを伸縮させることにより、保持プレート１２が二方向に回動するようになっている。
【００２７】
本実施形態では、回動用エアシリンダ１３のピストンロッド１３ｂを伸長させると、一方向に回動した保持プレート１２の各開口部１２ａが、ノズルストッカー１１の各ノズル収納部１１ａにそれぞれ一致し、各ノズル収納部１１ａに収納された各吸着ノズル又は各交換用ノズル１５１が非拘束状態となるようにしてある。逆に、回動用エアシリンダ１３のピストンロッド１３ｂを収縮させると、他方向に回動した保持プレート１２の各開口部１２ａが、ノズルストッカー１１の各ノズル収納部１１ａからずれて、各ノズル収納部１１ａに収納された各吸着ノズル又は各交換用ノズル１５１が拘束状態となるようにしてある。
【００２８】
また、ノズルストッカー１１は、前記スライダ１５を介してガイドレール１６に摺動自在に取り付けてあり、該ガイドレール１６はスタンド１４の背板１４ａに固定してある。また、スタンド１４の基台１４ｂには、昇降用エアシリンダ（昇降手段）１７が立設してあり、ノズルストッカー１１は、該昇降用エアシリンダ１７のピストンロッド１７ａにより支持してある。
【００２９】
なお、本ノズル交換装置１０は、図１に示す部品実装装置１の図示しない中央制御部からの制御の下で、ロータリヘッド１５０の動作と同期を取りながら、回動用エアシリンダ１３及び昇降用エアシリンダ１７を駆動させて、所定のノズル交換動作を実行している。
【００３０】
次に、上記構成からなる本実施形態のノズル交換装置のノズル交換動作について、図２Ａ〜Ｄを参照しつつ説明する。なお、本ノズル交換装置１０によるノズル交換は、各吸着ノズルの取り外しと、各交換用ノズル１５１の装着とにより行われるが、いずれの場合もノズル交換装置１０が、ほぼ同様の動作をするので、以下、各交換用ノズル１５１の装着動作のみについて説明する。
【００３１】
図２Ａは本ノズル交換装置１０の初期状態を示すものである。ノズルストッカー１１の各ノズル収納部１１ａにそれぞれ６本の交換用ノズル１５１が収納されている。また、回動用エアシリンダ１３のピストンロッド１３ｂが収縮して、保持プレート１２の各開口部１２ａがノズルストッカー１１の各ノズル収納部１１ａからずれており、該保持プレート１２に各交換用ノズル１５１が拘束された状態となっている。
【００３２】
このような初期状態のノズル交換装置１０上に、各吸着ノズルが取り外されたロータリヘッド１５０が移動されてくると、該ノズル交換装置１０は、前記中央制御部からの制御の下、図２Ｂに示すように、昇降用エアシリンダ１７のピストンロッド１７ａを伸長させて、ノズルストッカー１１を上昇させる。これにより、ロータリヘッド１５０の各クランプ１５０ａが、各交換用ノズル１５１の図示しない係合溝に一括で係合する。
【００３３】
次いで、ノズル交換装置１０は、図２Ｃに示すように、回動用エアシリンダ１３のピストンロッド１３ｂを伸長させて、保持プレート１２を各長孔１２ｂの全長の範囲内で一方向に回動させる。すると、該保持プレート１２の各開口部１２ａが、ノズルストッカー１１の各ノズル収納部１１ａにそれぞれ一致し、各ノズル収納部１１ａに収納された各交換用ノズル１５１が非拘束状態となる。
【００３４】
その後、ノズル交換装置１０は、図２Ｄに示すように、昇降用エアシリンダ１７のピストンロッド１７ａを収縮させて、ノズルストッカー１１を下降させる。これにより、ロータリヘッド１５０の各クランプ１５０ａに装着された各交換用ノズル１５１が、ノズルストッカー１１の各ノズル収納部１１ａから取り出され、ロータリヘッド１５０の各吸着ノズルの一括交換が完了する。
【００３５】
なお、説明を省略したロータリヘッド１５０の各吸着ノズルの取り外しは、図２Ｄを本ノズル交換装置１０の初期状態とし、図２Ｃ、図２Ｂ、図２Ａの順に回動用エアシリンダ１３及び昇降用エアシリンダ１７の伸縮を上記と逆にして動作させる。
【００３６】
このような本実施形態のノズル交換装置１０、及びこれを備えた部品実装装置１によれば、ロータリヘッド１５０の各吸着ノズルを昇降させずに、該ノズル交換装置１０のノズルストッカー１１を昇降させて、これら吸着ノズルを短時間で効率よく一括交換することができる。
【００３７】
また、ロータリヘッド１５０側に複雑な昇降手段や昇降制御を追加する必要がない反面、ノズルストッカー１１側に簡単な構成の昇降手段を設ければよいので、ノズル交換装置１０自体の構成の簡単化、及びこれを備えた部品実装装置１の構成の簡単化を図ることができる。さらに、ノズル交換装置１０の構成の簡単化により、その信頼性が向上し、装置のローコスト化を図ることもできる。
【００３８】
なお、本発明のノズル交換装置及び部品実装装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、保持プレート１２をノズルストッカー１１上で回動させることにより、各ノズル収納部１１ａに収納された各交換用ノズル１５１を拘束又は非拘束状態にしているが、保持プレート１２を直線的にスライド動作させることによって、これら交換用ノズル１５１を拘束又は非拘束状態にする構成としてもよい。
【００３９】
また、保持プレート１２及びノズルストッカー１１の駆動手段は、回動用エアシリンダ１３及び昇降用エアシリンダ１７に限らず、例えば、ボールねじ、ベルト、プーリ等を組み合わせた直線運動機構をモータで駆動させるような構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係るノズル交換装置、及びこれを備えた部品実装装置の主要部を示す斜視図である。
【図２Ａ】上記ノズル交換装置の構成及び一連の動作を説明するための斜視図である。
【図２Ｂ】同じく上記ノズル交換装置の構成及び一連の動作を説明するための斜視図である。
【図２Ｃ】同じく上記ノズル交換装置の構成及び一連の動作を説明するための斜視図である。
【図２Ｄ】同じく上記ノズル交換装置の構成及び一連の動作を説明するための斜視図である。
【図３】は従来の部品実装装置の主要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  部品実装装置
１０  ノズル交換装置
１１  ノズルストッカー
１１ａ  ノズル収納部
１１ｂ  取付部
１２  保持プレート（ノズル保持手段）
１２ａ  開口部
１２ｂ  長孔
１２ｃ  ガイドピン
１２ｄ  回転軸
１２ｅ  レバー部
１３  回動用エアシリンダ（ノズル保持手段）
１３ａ  シリンダ部１３ａ
１３ｂ  ピストンロッド
１４  スタンド
１４ａ  背板
１４ｂ  基台
１５  スライダ（昇降手段）
１６  ガイドレール（昇降手段）
１７  昇降用エアシリンダ（昇降手段）
１７ａ  ピストンロッド
１５０  ロータリヘッド（搭載ヘッド）
１５１  交換用ノズル
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図１】
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【図３】
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